8月17日東京大學(xué)工學(xué)研究生院化學(xué)與生物工程系宣布首次合成了全氟銅苯，并成功地觀察到電子被封閉在其中的狀態(tài)。該分子做為一個盒狀結(jié)構(gòu)可以捕獲并保留單個電子，這是量子力學(xué)“盒子中的粒子”原理的一項(xiàng)罕見的研究發(fā)現(xiàn)。

圖1  全氟銅苯電子的分布

雖然常規(guī)銅苯（C8H8）自1964年以來就被發(fā)現(xiàn)，但沒有人設(shè)法制造全氟銅苯（C8F8），盡管預(yù)測它可能能夠保持電子。“長期以來，將電子放入碳制籠子里一直是一個挑戰(zhàn)?！?東京大學(xué)的秋山說，“化學(xué)家預(yù)測，如果多面體碳?xì)浠衔锿耆?，它將在籠子的中心保持電子?！?nbsp;她的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已成為第一個合成全氟銅苯人的團(tuán)隊(duì)，證明它確實(shí)可以將電子封裝在籠子內(nèi)。

理論上，氟原子結(jié)合到所有頂點(diǎn)的多面體分子在理論上被預(yù)期會接收電子，但尚未實(shí)現(xiàn)合成。 本研究組利用AGC公司開發(fā)的PERFECT方法（注1），在世界上首次成功合成了全氟銅苯。 此外還成功地觀察了電子被封閉在這個分子內(nèi)的狀態(tài)。 這一成果為接收電子的功能分子的設(shè)計(jì)指南提供了新的可能性。

這項(xiàng)研究發(fā)表在2022年8月11日美國科學(xué)雜志《科學(xué)》的在線版上。

圖2  全氟銅苯接收電子的結(jié)構(gòu)和LUMO的分布

圖3  全氟銅苯的合成方法和晶體結(jié)構(gòu)

（文章來源：東京大學(xué)）